熱鍍鋅原理及工藝說(shuō)明24597

1、熱鍍鋅原理及工藝說(shuō)明1引言熱鍍鋅也稱(chēng)熱浸鍍鋅，是鋼鐵構(gòu)件浸入熔融的鋅液中獲得金屬覆蓋層的一種方法。近年來(lái)隨高壓輸電、交通、通訊事業(yè)迅速發(fā)展，對(duì)鋼鐵件防護(hù)要求越來(lái)越高，熱鍍鋅需求量也不斷增加。2熱鍍鋅層防護(hù)性能通常電鍍鋅層厚度5～15μm，而熱鍍鋅層一般在35μm以上，甚至高達(dá)200μm。熱鍍鋅覆蓋能力好，鍍層致密，無(wú)有機(jī)物夾雜。眾所周知，鋅的抗大氣腐蝕的機(jī)理有機(jī)械保護(hù)及電化學(xué)保護(hù)，在大氣腐蝕條件下鋅層表面有ZnO、Zn(OH)2及堿式碳

2、酸鋅保護(hù)膜，一定程度上減緩鋅的腐蝕，這層保護(hù)膜(也稱(chēng)白銹)受到破壞又會(huì)形成新的膜層。當(dāng)鋅層破壞嚴(yán)重，危及到鐵基體時(shí)，鋅對(duì)基體產(chǎn)生電化學(xué)保護(hù)，鋅的標(biāo)準(zhǔn)電位0.76V，鐵的標(biāo)準(zhǔn)電位0.44V，鋅與鐵形成微電池時(shí)鋅作為陽(yáng)極被溶解，鐵作為陰極受到保護(hù)。顯然熱鍍鋅對(duì)基體金屬鐵的抗大氣腐蝕能力優(yōu)于電鍍鋅。3熱鍍鋅層形成過(guò)程熱鍍鋅層形成過(guò)程是鐵基體與最外面的純鋅層之間形成鐵鋅合金的過(guò)程，工件表面在熱浸鍍時(shí)形成鐵鋅合金層，才使得鐵與純鋅層之間很好結(jié)合，

3、其過(guò)程可簡(jiǎn)單地?cái)⑹鰹椋寒?dāng)鐵工件浸入熔融的鋅液時(shí)，首先在界面上形成鋅與α鐵(體心)固熔體。這是基體金屬鐵在固體狀態(tài)下溶有鋅原子所形成一種晶體，兩種金屬原子之間是融合，原子之間引力比較小。因此，當(dāng)鋅在固熔體中達(dá)到飽和后，鋅鐵兩種元素原子相互擴(kuò)散，擴(kuò)散到(或叫滲入)鐵基體中的鋅原子在基體晶格中遷移，逐漸與鐵形成合金，而擴(kuò)散到熔融的鋅液中的鐵就與鋅形成金屬間化合物FeZn13，沉入熱鍍鋅鍋底，即為鋅渣。當(dāng)工件從浸鋅液中移出時(shí)表面形成純鋅層，為六

4、方晶體。其含鐵量不大于0.003%。4熱鍍鋅工藝過(guò)程及有關(guān)說(shuō)明4.1工藝過(guò)程工件→脫脂→水洗→酸洗→水洗→浸助鍍?nèi)軇娓深A(yù)熱→熱鍍鋅→整理→冷卻→鈍化→漂洗→干燥→檢驗(yàn)4.2有關(guān)工藝過(guò)程說(shuō)明(1)脫脂可采用化學(xué)去油或水基金屬脫脂清洗劑去油，達(dá)到工件完全被水浸潤(rùn)為止。(8)冷卻一般用水冷，但溫度不可過(guò)低也不可過(guò)高，一般不低于30℃不高于70℃，(9)檢驗(yàn)鍍層外觀光亮、細(xì)致、無(wú)流掛、皺皮現(xiàn)象。厚度檢驗(yàn)可采用涂層測(cè)厚儀，方法比較簡(jiǎn)便。也可通

5、過(guò)鋅附著量進(jìn)行換算得到鍍層厚度。結(jié)合強(qiáng)度可采用彎曲壓力機(jī)，將樣件作90～180彎曲，應(yīng)無(wú)裂紋及鍍層脫落。也可用重錘敲擊檢驗(yàn)，并且分批的做鹽霧試驗(yàn)和硫酸銅浸蝕試驗(yàn)。5鋅灰、鋅渣的形成及控制5.1鋅灰、鋅渣的形成鋅灰鋅渣不僅嚴(yán)重影響到浸鋅層質(zhì)量，造成鍍層粗糙，產(chǎn)生鋅瘤。而且使熱鍍鋅成本大大升高。通常每鍍1t工件耗鋅40～80kg，如果鋅灰鋅渣嚴(yán)重，其耗鋅量會(huì)高達(dá)100～140kg?？刂其\渣主要是控制好溫度，減少鋅液表面氧化而產(chǎn)生的浮渣，所以

6、更要采用有除鐵功能和抗氧化功能的合金并且用熱傳導(dǎo)率小、熔點(diǎn)高、比重小、與鋅液不發(fā)生反應(yīng)，既可減少熱量失散又可防止氧化的陶瓷珠或玻璃球覆蓋，這種球狀物易被工件推開(kāi)，又對(duì)工件無(wú)粘附作用。對(duì)于鋅液中鋅渣的形成主要是溶解在鋅液中的鐵含量超過(guò)該溫度下的溶解度時(shí)所形成的流動(dòng)性極差的鋅鐵合金，鋅渣中鋅含量可高達(dá)94%，這是熱鍍鋅成本高的關(guān)鍵所在。從鐵在鋅液中的溶解度曲線可以看出：不同的溫度及不同的保溫時(shí)間，其溶鐵量即鐵損量是不一樣的。在500℃附近時(shí)

7、，鐵損量隨著加溫及保溫時(shí)間急劇增加，幾乎成直線關(guān)系。低于或高于480～510℃范圍，隨時(shí)間延長(zhǎng)鐵損提高緩慢。因此，人們將480～510℃稱(chēng)為惡性溶解區(qū)。在此溫度范圍內(nèi)鋅液對(duì)工件及鋅鍋浸蝕最為嚴(yán)重，超過(guò)560℃鐵損又明顯增加，達(dá)到660℃以上鋅對(duì)鐵基體是破壞性浸蝕，鋅渣會(huì)急劇增加，施鍍無(wú)法進(jìn)行。因此，施鍍目前多在430～450℃及540～600℃兩個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。5.2鋅渣量的控制要減少鋅渣就要減少鋅液中鐵的含量，就是要從減少鐵溶解的諸因素

8、著手：⑴施鍍及保溫要避開(kāi)鐵的溶解高峰區(qū)，即不要在480～510℃時(shí)進(jìn)行作業(yè)。⑵鋅鍋材料盡可能選用含碳、含硅量低的鋼板焊接。含碳量高，鋅液對(duì)鐵鍋浸蝕會(huì)加快，硅含量高也能促使鋅液對(duì)鐵的腐蝕。目前多采用08FXG08WKS優(yōu)質(zhì)鋼板。，并含有能抑制鐵被浸蝕的元素鎳、鉻等。不可用普通碳素鋼，否則耗鋅量大，鋅鍋壽命短。也有人提出用碳化硅制作熔鋅槽，雖然可解決鐵損量，但造型工藝是一個(gè)難題，目前工業(yè)陶瓷所制作的鋅鍋僅能做成圓柱型且體積很小，雖然可以滿(mǎn)足